《HMA永久變形（流動型車轍）多尺度分析的研究》是依託大連理工大學,由周長紅擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：HMA永久變形（流動型車轍）多尺度分析的研究
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周長紅
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對目前瀝青路面流動型車轍問題的嚴峻性，課題以HMA材料設計為目標，採用非連續數值計算和實驗手段兩種途徑，對HMA永久變形發展過程進行多尺度研究，揭示微細觀結構對巨觀性能的內在影響，形成基於微觀-細觀-巨觀聯繫的串列多尺度研究方法。並以這種方法為基礎，反演指導骨料級配設計與複合膠漿的組分設計，最終建立基於多尺度聯繫的抗流動型車轍HMA材料設計方法。.本課題的研究成果將為轉變HMA材料設計思路、促進納米級複合改性瀝青膠漿的開發、以及減少瀝青路面的流動型車轍病害奠定基礎。
結題摘要
本課題針對瀝青混凝土路面常出現的車轍問題，通過數值計算和試驗研究，建立了一套基於微觀-細觀-巨觀聯動的多尺度研究方法。該課題主要在以下三方面做了深入探討：一、瀝青混合料非連續多尺度計算模型的建立；二、瀝青路面永久變形的微細觀觀測與車轍演化規律研究；三、抗車轍瀝青混合料的設計思路。並得到了如下成果：（1）提出並實現了瀝青混合料試件分步壓縮成型方法及級配控制方法，該方法能有效地保留瀝青混凝土的細觀特徵，同時也適應於各種骨料形狀模型的建立；（2）利用瀝青混凝土虛擬三軸試驗，研究了骨架結構和瀝青膠漿與瀝青混凝土抗壓強度、彈性模量、泊松比、Mohr-Coulomb強度及動態模量等巨觀參數之間的對應關係；（3）利用顆粒組合技術，以離散元和Matlab軟體為平台，實現了瀝青混合料多面體顆粒的影響規律分析，提出了利用長細比（EL）和扁平比（FL）為指標的骨料形狀分類，該分類方法能夠直觀地反映瀝青混凝土的力學特徵；（4）以AC、SMA和OGFC三種典型結構為例，研究了級配對瀝青混凝土力學性能的影響，總結出了骨架結構性能評價的力學指標及顆粒嵌擠與干涉的基本規律；（5）利用自主開發的圖像採集系統完成了永久變形演化規律的試驗，研究了不同骨料形狀和級配對流動型車轍性能的影響關係，實現了以泊松比和力鏈為基礎的定量表達；（6）建立了離散元、DDA與有限元耦合的瀝青路面多尺度計算方法，該方法一方面發揮有限元對大尺度路面結構的高效計算，另一方面發揮離散元和DDA在材料細觀層次上的不連續模擬，解決了離散元等不連續方法模擬大尺度結構方面時的不足；（7）基於上述多項研究，總結得出了抗車轍瀝青混合料設計原則；（8）對沈山高速和淮徐高速車轍病害路段進行了現場觀測和芯樣力學分析，並以大孔隙瀝青混合料為例對淮徐高速進行了車轍修補設計，試驗證明了該設計原則的有效性。
